三相催化剂颗粒中的多孔结构形成以提高催化性能

《Journal of Materials Chemistry A》：Multiporous structure formation in three-way catalyst particles for enhanced catalytic performance

通过聚合物模板辅助喷雾法在单层大孔催化剂框架中引入次级大孔结构，有效解决了气体扩散受限问题，使CO氧化反应转化率提升7倍。该结构优化策略为三元催化剂性能提升提供了新思路。

　　

优化催化颗粒的内部结构是提高催化性能的有效方法。我们团队发现，通过气相结构化处理三效催化剂（TWC）纳米颗粒制备出的亚微米级颗粒（孔径约381纳米），在CO氧化反应中表现出优异的性能。然而，这种大孔结构限制了气体在颗粒内部的扩散，从而阻碍了反应物向活性位点的传输。为了解决这一问题，我们采用聚合物模板辅助喷雾工艺，在单个大孔颗粒的骨架（即主孔之间的空间）中引入了次级孔结构。形态学分析证实了多孔结构的成功形成，颗粒内部同时存在主孔和次级孔。催化性能测试表明，由于次级孔的存在改善了物质传输并增加了活性位点的可用性，多孔颗粒的CO转化率比单孔颗粒高出七倍。这些发现为优化TWC颗粒的结构以提高催化效率提供了宝贵的见解。